博羅縣福田***金屬制品廠：廢水整改工程設計方案

   目 錄

一、概 述 3

1.1廢水處理措施 3

1.2現狀分析 5

1.3整改思路 6

二、 設計依據規范及原則 8

2.1  設計原則 8

2.2  設計依據 9

2.3設計范圍 9

2.4設計水量、水質及治理目標 10

三、 工藝設計 12

3.1 工藝要求 12

3.2 處理工藝技術路線分析 12

3.3設計處理工藝流程 19

3.4工藝流程說明： 20

四、 新增主要構筑物設計參數 21

4.1新增主要構筑物及工藝參數 21

4.2主要設備一覽表 25

五、  配電及自動控制 26

5.1 設計范圍 26

5.2 電源及用電負荷 26

5.3 電纜及敷設 26

5.4 防雷接地 26

5.5 用表負荷表 26

六、  勞動定員 27

6.1勞動定員 27

七、運行成本 28

7.1 運行費用（僅供參考） 28

八、 工程估算 29

8.1 工藝設備、電氣及材料 29

8.2 構筑物部分 30

8.3 總估算 31

概 述

博羅縣福田***金屬制品廠位于廣東省惠州市石灣鎮鸞崗管理區，主要經營電鍍銅、鎳、鉻、氰等等。對工件進行預處理及鍍層過程中所產生的電鍍廢水，如果直接排放，將會污染水域及土壤環境，給人們的生活環境帶來一定影響。所以該公司廢水必須重點治理。

該公司領導對環境保護十分重視，已投資建成廢水處理工程一套并已運行。隨著近年來，國內重金屬污染問題日趨嚴重，部分地區有關部門已制定對一類水污染物排放作出一系列規范、要求，致使該廠污水處理系統必須進行升級整改，使廢水達標排放。

受業主委托，我公司有關人員通過向廠方相關技術人員咨詢，在了解掌握了車間的生產設備配置及現有污水處理配套系統使用情況的基礎上，對該廢水治理作出如下整改措施：

1.1廢水處理措施

原有污水處理系統運行穩定，對去除銅、鎳、鉻、氰等效果較好，也達到相關排放標準，只是部分工藝未能達到目前的要求，例如銅、鎳、鉻、氰等一類污染物的獨立處理。但另外一些污染物例如COD未能達到新的排放標準。根據以上情況，對一類污染物的處理，在現有的污水系統中進行管道改造。對于綜合廢水中的COD治理，則采用設施投資省、運行費用較為經濟生化處理法。根據目前生產情況，各類廢水處理水量詳見下表：

1.2現狀分析

1、原有污水處理系統工藝流程以下:

含氰廢水→含氰調節池→一級破氰→二級破氰

含鉻廢水→含鉻調節池→破鉻反應

含鎳廢水                 

含銅廢水                   綜合調節池

酸堿廢水       

2、原污水處理各反應池均配套自動加藥系統。

3、部分污水均未進行分類收集。

1.3整改思路

綜合考慮投資成本，操作簡便，容易維護，建議如下：

①按有關部門要求，一類污染物必須先單獨處理達標后再匯合其它廢水進行處理。即分別將含氰廢水、含鉻廢水、含鎳廢水、含銅廢水單獨處理后再匯合至酸堿廢水調節池。

②根據本項目所去除污染物情況（主要是COD），在工藝上選取較為成熟可靠、運行費用較為經濟的水解酸化+MBR工藝；

③新增污水處理系統設施擺放原污水處理系統旁空地上。

④整改后的工藝流程如下：

含氰廢水→含氰調節池→一級破氰→二級破氰

含鉻廢水→含鉻調節池→破鉻反應

含鎳廢水→含鎳調節池→含鎳反應

含銅廢水→含銅調節池→含銅反應                  

第二章 設計依據規范及原則

2.1  設計原則

• 嚴格執行國家環境保護政策，符合國家有關法律、法規、標準、規范以及當地地方法規，充分體現業主對該項目的具體要求。
• 以國家計委建設部、國家環保總局等部門的有關文件為依據。
• 認真貫徹國家關于環境保護工作的方針政策，精心編制，做到技術先進、經濟合理、安全實用、質量可靠。
• 根據統一規劃、分期建設的原則，統籌兼顧近、遠期工程內容，以近期為主，考慮遠期的發展。
• 充分利用業主規劃的場地，優化平面布置，力求建構筑物造型簡潔美觀, 既與廠區發展相協調，又能發揮工程效益。
• 根據廢水進出水要求，選用成熟可靠、高效節能、占地少、經濟實用、管理方便的廢水處理先進工藝，確保廢水處理效果，減少工程投資及日常運行費用。
• 結合本工程實際情況，采用適合我國國情的自動化儀表、設備及監測儀器，提高自動化管理水平和供電安全程度，以減輕工人勞動強度，改善勞動條件。
• 采用優質國產化設備，以節省項目投資。
• 妥善處理、處置污水處理過程中產生的柵渣、污泥。
• 廠區環境美觀，建筑簡潔實用，提供較舒適工作環境。

2.2  設計依據

• 《中華人民共和國環境保護法》（1989年12月）
• 《廢水綜合排放標準》（GB8978-96）
• 《電鍍污染物排放標準》( GB 21900—2008 )
• 《水污染物排放標準》（DB44/26-2001）
• 《水污染物特別排放限值》
• 《室外排水設計規范》GBJ14-87
• 《供配電系統設計規范》GB50052-95
• 《紙壓配電設計規范》GB50054-95
• 《建筑地基基礎設計規范》GBJ10-89
• 《建筑抗震設計規范》GBJ11-89 

2.3設計范圍

從污水處理系統各進水口開始到總排水口為止。

污水工程的工藝流程、工藝設備選型、工藝設備的結構布置，電氣控制說明等設計工作。

污水處理工程的鋼砼結構、設備的施工、安裝、調試等工作。

污水工程的動力配線，由業主將主電引至污水處理工程的配電控制箱，配電箱至各電器使用點將由我司負責。

  2.4設計水量、水質及治理目標

• 設計水量

根據業主提供的資料，依照目前生產情況，各類廢水量如下：

• 設計水質

根據當地環保管理部門的要求，執行廣東省地方標準《水污染物特別排放限值》，具體如下：

                                           單位：mg/L（PH除外）

第三章 工藝設計

3.1 工藝要求

為了實現污水處理站高效穩定運行和節約能耗、節省工程投資的目的，以及廢水所具有的特點，將依據以下設計原則對污水處理工藝進行方案比較和選擇。

1 ) 根據原水水質、水量，以及受納水體的環境容量，綜合考慮當地的實際情況，通過多方案技術經濟比較，優先采用低能耗、低運行費、低基建費、占地少、操作管理方便、成熟的污水處理工藝。

2 ) 污水站總平面布置力求緊湊，減少占地和投資。

3 ) 污水處理過程的自動控制，力求安全可靠、經濟實用，提高管理水平，降低勞動強度。

3.2 處理工藝技術路線分析

3.2.1污染物分析和治理選擇

針對本項目廢水的主要污染物：1、懸浮物（SS）；2、氨氮；3、COD；4、BOD；現逐項分析并選擇處理工藝：

• 懸浮物（SS）：

含有一定的COD，用篩網或格柵隔除較大雜物后進行混凝沉淀，去除率90%以上。

• 氨氮：

宜在A/O生化處理或SBR活性污泥法進行硝化和反硝化處理，終產物為N₂，經吹脫去除。

• COD：

COD濃度很高宜用“水解酸化+MBR”法去除，雖然本項目中廢水濃度較低，但排放標準卻較高，選擇MBR方式處理是比較適當的，因為MBR管理操作方便簡單，出水穩定。

• BOD：

采用曝氣生物處理方法具有較好的效果。只要供給其一定量空氣，廢水中的有機物作為微生物的營養物，將被不斷吸附、氧化、分解，經過沉淀分離，從而達到不斷好氧處理通常有以下方法。

3.2.2廢水處理方案選擇

本項目廢水是經過預處理后的，其水質較一般廢水要好，只有小部分污染物未達到排放要，如COD、BOD等，本方案針對去除該廢水中COD、BOD采取水解酸化+MBR法。生化處理法由于技術成熟、運行成本低、操作管理簡單，已成為目前工業廢水處理工藝的核心。采用生物處理方法具有良好的效果，只要供給其一定量空氣，廢水中的有機物作為微生物的營養物，將被不斷吸附、氧化、分解，經過沉淀分離，從而達到不斷去除污染物的目的。

I、生化處理

當廢水有機污染物含量很高，單采用一級生化處理是難以達標的，因此生化系統設計采用水解酸化＋二級好氧處理，采用先進的MBR法把關，保證出水達標排放。

• 水解酸化

厭氧生化處理廢水是一個復雜的生物化學過程，依靠三大類群細菌的聯合作用完成復雜的厭氧生物化學過程，這個完整過程大致分成3個連續的階段，即水解酸化階段、產氫產乙酸階段和產甲烷階段。

水解酸化是控制在全厭氧過程的水解和酸化兩個過程（酸化也可能不十分*）。采用水解池較之全過程的厭氧池（消化池）具有以下的優點。

• 在水解細菌胞外酶作用下，將不溶性有機物水解為溶解性物質，在產酸菌協同作用下，將大分子物質、難以降解的物質轉化為易于生物降解的小分子物質，故水解池可以改變原污水的可生化性，從而減少反應的時間和處理的能耗。
• 對固體有機物的降解可減少污泥量，其功能與消化池一樣。工藝僅產生很少的難厭氧降解的生物活性污泥，故實現污水、污泥一次性處理，不需要經常加熱的中溫消化池。
• 不需要密閉的池，不需要水、氣、固三相分離器，降低了造價和便于維護。由于這些特點，可以設計出適應大、中、小型污水處理廠所需的構筑物。
• 反應控制在第二階段完成之前，出水無厭氧發酵的不良氣味，改善處理廠的環境。
• 充分利用水解產酸菌世代周期短，反應迅速，故水解池體積小，與初次沉淀池相當，節省基建投資。

2、MBR

MBR（膜生物反應器）工藝的工作原理：首先通過活性污泥來去除水中可生物降解的有機污染物，然后采用膜將凈化后的水和活性污泥進行固液分離。

本工程使用的膜為中空絲膜，膜的孔徑在0.4μm左右，能夠截留住活性污泥以及絕大多數的懸浮物，取得清澈的出水。為了使得膜能夠連續長期穩定的使用，在中空絲膜的下方以一定強度的空氣不斷對膜進行抖動，既起到為生物氧化供氧作用，又防止活性污泥附著在膜的表面造成膜的污染。其樣例如下：

（1）膜的強度高：

由于聚丙烯中空纖維膜的制備方法采用的是“熔融擠出、拉伸成型”的制膜方法，聚丙烯大分子規則取向，因而膜的強度高，在高強度曝氣和定期的化學清洗過程中，膜不容易斷裂。

（2）膜的化學穩定性能好：

聚丙烯中空纖維膜生產過程中，沒有投加任何添加劑和致孔劑等，因而化學穩定性能好，可以采用強酸或者強堿清洗。可以采用含氯消毒劑清洗，以清除膜表面的大量微生物污染。化學清洗后的流量回復性好。

（3）膜片示意圖

（4）中空絲膜是適合于MBR技術應用的膜材料之一，主要基于以下性能特點：

MBR工藝的優點如下：

• 運行管理方便

傳統的好氧活性污泥處理工藝，在高污泥負荷的情況運行會出現污泥膨脹現象，使得泥不難于分離導致系統不能正常運行、出水不達標。而MBR工藝是用膜抽吸作用來進行泥水分離，污泥膨脹不會影響MBR系統的正常運行和出水水質，因此運行管理極為方便。

• 占地面積小

傳統的活性污泥工藝的活性污泥濃度一般在3000～5000mg/l，而MBR工藝的活性污泥濃度一般在8000～12000mg/l，且不需生化沉淀池，故大大減少了占地面積和土建投資，其土建占地約為傳統工藝的1/3。

• 處理水質穩定

中空絲膜能夠截留幾乎所有的微生物，尤其是針對難以沉淀的、增殖速度慢的微生物，因此系統內的生物相極大豐富，活性污泥馴化、增量的過程大大縮短，處理的深度和系統抗沖擊的能力得以加強，處理水質穩定。

• 具有很好的脫氮效果

MBR系統有利于增殖緩慢的硝化細菌的截留、生長和繁殖，系統硝化效率得以提高。

• 泥齡長

膜分離使污水中的大分子難降解成分，在體積有限的生物反應器內有足夠的停留時間，大大提高了難降解有機物的降解效率。反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡下運行，可以實現基本無剩余污泥排放。

• 動力消耗低

中空絲膜所需的吸引壓力僅為－0.1～－0.4公斤/cm²左右，動力消耗低。

     膜生物反應器易于一體化，易于實現自動控制，操作管理方便；

MRB的工藝過程如下：

3.3設計處理工藝流程

3.3.1根據確定的工藝技術路線，本項目的具體工藝流程如下：

含氰廢水→含氰調節池→一級破氰→二級破氰

含鉻廢水→含鉻調節池→破鉻反應

含鎳廢水→含鎳調節池→含鎳反應

含銅廢水→含銅調節池→含銅反應                  

 3.4工藝流程說明： 

• 含氰、含鉻、含鎳、含銅廢水分別經過獨立反應池，匯合沉淀池3進行泥水分離，上清液自行流入酸堿綜合調節池中，經提升泵泵至混凝池充分反應后，依次流入沉淀池1和沉淀池2,上清液均勻自行流入新增水解酸化池中。
• 污水中高分子、復雜的有機物被厭氧菌或兼性菌分解成低分子、易生化處理的有機物，如有機酸等。然后自流入MBR池進行好氧處理。
• MBR生物處理工藝是膜分離技術與生物處理技術有機結合的新型污水處理工藝。反應器內活性污泥中的微生物在池內曝氣管不斷充氧的條件下，以水中的有機物質，溶解氧為營養源，通過自身的新陳代謝，使有機物質分解為簡單的碳水化合物（CO2、H2O），從而使污水中的有機物得到降解。同時反應器內設置了具有高效截留作用的膜組件，這些膜組件可將生化反應過程中的活性污泥和大分子有機物截留于反應器內，在反應器內實現了固液分離，因此反應器內的活性污泥的濃度會逐漸加強，微生物活性大大提高，非常有利于有機污染物的降解，同時實現了水力停留時間與污泥停留時間的*分離和分別控制。MBR膜生物反應系統中設置了自吸式離心清水泵，通過水泵的吸水，使膜內部形成負壓狀態，外部污水通過膜內、外部的壓差和膜組件的高效截留作用，將水中污染物質截留在膜組件之外，清潔的水順利通過膜孔隙進入膜內腔，并通過自吸水泵提升，進入清水池，從而完成固液分離和處理污水的目的。

第四章  新增主要構筑物設計參數

4.1新增主要構筑物及工藝參數

4.1.1  水解酸化池

        作    用：對廢水中的大分子有機物進行降解。

處 理 量：13m³/h 

停留時間：6h

有效水深：4.0m

有效容積：78m³

規    格：4.00m×5.00m×4.30m

數    量: 1座

結    構: 鋼砼結構

配套設備

① 彈性填料高

高    度：2.5m

數    量: 50m³

4.1.2  MBR反應池

作    用：去除廢水中有機物

處 理 量：13m³/h

停留時間：5h

有效水深：3.8m

有效容積：65m³

規    格：4.00m×5.00m×4.30m

數    量: 1座

結    構: 鋼砼結構

配套設備

① 曝氣頭

通 氣 量：2.5m³/h

數    量: 72套

②羅茨風機

數    量: 2臺

型    號: LT-65

功    率：5.50kw

風    量: 4m³/min

壓    力: 5000mmAq

③膜組件

型    號：MBR-CO-10-PVDF

類    型: PVDF中空纖維微孔膜

膜 面 積: 10 m²

工作壓力: -0.01 ∽ -0.04MPa

處理能力: 3.5-5.0 m³/d/片

工作方式: 工作8min，停 2min

工作時間: 大于 3年

數    量: 60片

④混合液回流泵

        數    量：2臺（1用1備）

        型    號：50QW15-15-1.5

        流    量：Q=10m³/h

        揚    程：H=20m

        功    率：N=1.5KW

       ⑤自吸泵

        數    量：2臺（1用1備）

        型    號：50HYFX-22

        流    量：Q=16.5m³/h

        揚    程：H=22m

        功    率：N=3.0KW

       ⑥清洗泵

        數    量：1臺

        型    號：CHL16-20

        流    量：Q=16m³/h

        揚    程：H=21m

        功    率：N=2.2KW

4.1.3 清水池

作    用：貯存處理后的廢水

處 理 量：13m³/h

停留時間：2h

有效水深：3.6m

有效容積：26m³

規    格：4.00m×1.80m×4.30m

數    量: 1座

結    構: 鋼砼結構

4.1.4 營養劑桶

作    用：溶藥、加藥。

規    格：ø1.0m×1.2m

數    量: 1套

結    構: PP

配套設備

① 計量泵

型    號：EXB100

流    量: 116L/h

數    量: 1套

4.2主要設備一覽表

第五章  配電及自動控制

5.1 設計范圍

配電設計包括廢水處理站界區內的低壓配電、自動控制等。

5.2 電源及用電負荷

廢水處理站新增系統部分設一路供電電源(由業主提供)，～380/220V，50HZ，配電系統采用三相五線制，單相三線制，接地保護系統為TN-S系統。廢水處理系統總安裝負荷為23.44Kw，使用負荷為12.94 Kw。

5.3 電纜及敷設

電力電纜選用VV型, VV22型, 控制電纜選用KVV型, KVVP型, 照明選用BVV型, 敷設方式采用電纜溝與穿管暗敷相結合, 室內照明用難燃塑料線槽明敷。

5.4 防雷接地

采用避雷帶, 避雷短針對建筑物作防雷保護。利用天然接地體加上人工接地極作為接地極, 工作接地和保護接地共用一套接地極。

5.5 用表負荷表

第六章  勞動定員

6.1勞動定員

參照建設部《城市建設各行業編制定員試行標準》, 并結合本項目的具體情況, 廢水處理站人員編制如下：

主任及工藝技術員 1人

工藝操作及化驗    4人（2班，每班2人）

總  計 5人

新增部分污水處理系統結合原有系統統一運行管理，所以按照原有污水處理系統操作人數不變。

第七章  運行成本

7.1 運行費用（僅供參考）

    每天處理廢水量為208立方米，折合新增部分日常運行處理費用約為0.79元/m³（新增部分運行費用，不含設施設備的折舊費）。

第八章  工程估算

8.1 工藝設備、電氣及材料

8.2 構筑物部分

8.3 總估算